電石法PVC樹脂節能減排技術研究

徐聯軍

摘 要：國民經濟的快速發展，使得PVC應用用途得到切實拓展，社會對于其需求量呈現出顯著上升趨勢。但在國內PVC產能不斷提升的同時，市場之間競爭也變得日益激烈，企業想要從中脫穎而出，需要在節能降耗以及成本投入控制等方面展開深入研究。在此背景下，電石法PVC樹脂節能減排技術開始得到廣泛關注。本文將重點對電石法PVC樹脂節能減排各項技術展開研究，期望能夠為各項技術應用與發展提供一些啟示。

關鍵詞：密閉循環;節能減排;環境污染;電石法PVC

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.003

PVC，即聚氯乙烯，是在引發劑作用下由氯乙烯聚合形成的熱塑性樹脂。目前，國內PVC生產主要以電石乙炔技術為主，此種方法雖然具有一定優勢，但卻存在著生產污染較大的問題，會在生產過程中產生一定量的廢氣、電石渣以及廢水等物質，對周邊環境形成直接影響，也會直接增加生產成本，生產效果并不理想。鑒于此，電石法PVC樹脂節能減排技術成為領域學者研究重點，其逐漸成為了解決企業持續性發展問題的重要手段。

1 干法乙炔生產工藝

濕法乙炔技術是較為常見的電石法PVC生產技術，采用該項技術實施生產每年會產生約1200萬噸電石渣，污染問題較為嚴重。為解決這一問題，國內公司開始對干法乙炔技術展開了應用與研究。在對此種新技術進行應用時，會運用高于理論量水分以霧化形式對電石粉展開處理，整體分解效果較為理想，水解率能夠達到99%以上，處理效果要遠遠優于濕法處理工藝[1]。同時運用此種技術所產生的電石渣粉末可回收再利用，可將其制成漂白劑、磚塊或者水泥等物質，不會對周邊環境產生較大污染，且不需要占用大量土地。此外，此種技術還具有自動化水平較高，生產安全程度理想等方面的優勢，值得廣泛推廣。

2 廢酸脫吸與密閉循環工藝

為保證乙炔反應完全程度，在進行氯乙烯合成時，會對大量氯化氫展開應用。雖然過量氯化氫的運用，會為最終反應結果提供可靠保障，但因為其需要運用水洗手段進行處理，會產生一定量含汞廢鹽酸，所以會造成成本浪費以及環境污染等問題。為妥善解決這一狀況，企業開始運用密閉循環模式對氯化氫展開了回收與處理。在具體進行處理過程中，會通過對篩板塔或泡沫塔的運用，對水展開吸收，所產生的質量分數為30%左右的副產鹽酸會進行外銷處理，而含少量氯化氫的合成氣會經過循環堿洗、水洗處理[2]。此種處理工藝雖然可以回收部分氯化氫，但卻因為廢酸價格的問題，使得工藝經濟性并未達到預期。因此國內企業對廢酸脫吸裝置與工藝展開全面調整與優化，廢酸經過泡沫塔處理后會經由脫吸塔展開氯化氫吸出處理，之后會在石墨換熱器作用下返回合成系統進行循環運行。新型處理工藝有效解決了傳統處理工藝所存在的各項問題，氯化氫吸收與處理能力得到了顯著提升，整體堿洗、水洗裝置經濟效益更加理想。

3 母液水利用與回收工藝

在運用懸浮法實施PVC生產時，所產生的離心母液所含有的聚氯乙烯單體與懸浮物濃度相對較高，會對環境形成嚴重污染，且會造成大量水資源浪費，會產生一定量VCM，在水中形成潛在安全隱患，會對污水處理系統運行形成嚴重阻礙，不可隨意進行排放。為妥善解決這一問題，生產企業需要結合實際生產情況，對離心母液水展開科學運用，以在減輕生產污染的同時，達到有效緩解水資源短缺問題的目標。

在進行離心母液水處理時，通常會將其與其他生產污水混合在一起共同進行處理，并會在達到相應排放標準之后，對其進行排放。因為離心母液水質較為理想，所以部分企業在進行處理時并沒有采用繁雜工藝，會運用簡單處理方式，結合其他工藝沖洗手段對其展開處理。同時，在工業用水緊缺問題日益凸顯的今天，一些單位開始嘗試對母液水進行回收再利用，期望能夠通過對母液水的合理運用，有效解決聚合生產用水問題[3]。

4 乙炔濃硫酸清凈工藝

乙炔清凈是PVC生產主要工序之一，會通過對次氯酸鈉法的運用，完成相應處理任務。在對此種工藝進行應用時，需要運用大量水資源進行乙炔溫度控制，會在清凈后產量一定量含次鈉廢水，廢水處理難度相對較大。濃硫酸清凈工藝的使用，會產生少量廢水與大量廢硫酸，企業會通過對這一部分廢水的運用，為乙炔發生提供水資源保障[4]。同時，在進行乙炔發生過程中，還可對生產過程中所產生的其他廢水進行使用，可實現對水資源的充分運用。一般此種工藝廢硫酸產生量在23kg/tPVC左右，可制成產品進行銷售，能夠為企業獲取到更加客觀的經濟收益。

5 氯乙烯生產氯化汞處理工藝

進行電石法氯乙烯生產時，多數會將HgC12催化劑作為生產主要催化劑，并會將活性炭作為催化劑重要載體。此種催化劑在進行升華處理時，會出現流失問題，且會產生一定量的汞，具有較大毒性，會隨廢水排放到河水之中，這樣不僅會對水體造成污染，影響水中生物生長，同時人體還會因為飲用水或食物鏈等原因出現汞中毒狀況。就目前催化劑使用情況而言，觸媒中的氯化亞汞與氯化汞質量分數通常在12%左右，氯化汞使用時長大約為10個月，在被更換觸媒中，氯化汞質量在6%左右，觸媒消耗約為2kg/t[5]。同時，由于我國汞資源相對較為貧瘠，多數汞礦山都面臨著無汞可采的狀況，如果不對資源使用展開合理控制，會使資源使用出現嚴重問題，所以為保證電石法PVC生產長久性，需要對有限汞資源展開充分利用，要通過合理手段將能源消耗控制在最低。

就理論層面而言，在氯化汞催化劑作用下，氯化氫會與乙炔發生反應，生成一定量的氯乙烯，在此過程中，催化劑不會參與反應。但在實際進行生產時，催化劑的使用卻存在著一定期限，其活性會隨著使用時間的增加而出現逐漸減少的狀況，當活性下降到一定程度之后，便無法再繼續進行使用，需要及時對其進行更換。在具體進行生產時，轉化器中催化劑使用時間一般在7500小時左右，生產企業一方面要對生產操作展開嚴格管理，做好清凈處理，要將次氯酸鈉中的有效氯質量分數控制在0.09%左右，且要將pH值控制在7-8范圍之內，需要科學對砷、硫、磷等雜志展開處理;另一方面需做好乙炔預冷器降溫以及捕霧器捕霧脫水處理，在將乙炔與氯化氫混合在一起之后，需要將其送入到并聯石墨冷卻器之中，再將其送入到酸霧過濾器內，逐步展開降溫、除霧、水體積分數控制等操作。同時需要通過對新型轉化器的運用，將轉化器列管數量增加到810根以上，在轉化器內部安裝折流板裝置，以實現對移熱能力進行切實強化的目標。此外，為降低生產過程對于生態環境的影響，需要通過密封處理手段，將汞流失可能性控制在最小。在此過程中應通過對水環真空泵的運用，將轉化器列管內催化劑抽送到催化劑儲罐之中，再從儲罐底部對其進行釋放，裝入專用密封袋內。

6 轉化器熱水自壓循環工藝

由于氯乙烯合成過程中會產生大量熱量，需要使用大量循環熱水，若反應熱無法及時排出，便會使設備內部出現溫度過高問題，會造成轉化器上部出現大量水汽或觸媒失效等問題，并不利于生產順利開展。傳統生產多以強制循環為主，會通過不定期進行軟化水補充的方式，對反應溫度進行控制。而轉化器熱水自壓循環工藝的運用，會利用轉化器回水管路汽水分離器將反應熱減壓釋放生成蒸汽，會在重力作用下，實現熱水降溫自壓循環[6]。與傳統工藝相比，此種工藝節能減排效果更加理想，能夠實現對反應熱能的及時轉移，減少不必要的熱水泵設備投入，能夠將動力消耗控制在較低水平，保證轉化器反應溫度偏離與熱水氣阻等問題解決質量，從而實現對觸媒使用時長的有效延長，達到投入少、見效快的高質量生產模式。

7 結束語

通過本文對電石法PVC樹脂節能減排技術相關內容的介紹，使我們對電石法PVC生產各種節能減排技術有了更加清晰的認知。相關企業應明確認識到，在PVC產能不斷提升的今天，為實現企業持續性發展目標，企業需要加大對環境保護以及能耗控制等內容的研究力度，要將節能減排作為生產工藝應用與研究重要方向，做好生產對于周邊環境的控制，以在響應社會環保節能號召的同時，有效改善傳統生產所存在的資源浪費以及生產效率低下等方面的問題，實現綠色化、節能化PVC生產模式，從而達到理想化PVC生產效果。

參考文獻：

[1]吳智兵.提高電石法PVC特種樹脂產品質量的措施[J].中國氯堿，2017（10）.

[2]葉發寶.電石法PVC生產工藝中的綜合利用[J].化工管理，2017（27）.

[3]耿慶魯.電石法PVC生產可持續發展的節能減排措施[J].中國氯堿，2017（11）：42-44.

[4]牛友德，張敏，任備戰.電石法PVC含汞廢水處理工藝的開發研究與應用[J].中國氯堿，2017（11）：34-36.

[5]鄭慧芳.電石法PVC生產工藝流程[J].石化技術，2017（07）.

[6]李江，徐柯，韓慧玨等.電石法PVC生產中汞污染減排措施[J].聚氯乙烯，2017（04）.